1 引言

目前，我国大部分高速公路路面采用半刚性基层[1]。由于受到行车荷载、外界环境、公路自身老化等因素的长期影响，沥青路面会出现一定的病害， 导致基层稳定性和强度降低。相比于传统的施工工艺，半刚性基层沥青路面抗裂施工措施主要是在混合料内加入一定量的抗裂缝剂，改善半刚性材料力学性能，通过一系列摊铺碾压作业后，提高公路的整体质量，同时可解决施工中的环境污染问题。 本文对沥青路面半刚性基层抗裂措施及施工工艺进行研究，为沥青路面建设提供参考。

2 项目概况

本文案例项目为某高速公路工程，全线长约102.256 km，双向四车道设计标准，路基宽27 m，沥青混凝土路面，且基层设计为半刚性基层，主要材料为水泥稳定土。 由于半刚性基层的收缩开裂及由此引起沥青路面的反射性裂缝普遍存在， 且半刚性基层层间水无法顺利排出， 长时间会导致严重的路面病害。 因此，本项目经研究决定在基层材料中掺加抗裂缝剂，并对半刚性基层防裂施工技术要点进行重点研究。

3 原材料性能

3.1 集料性能

半刚性基层材料的选用原则如下。

1）硬度：要具有一定的压碎值和磨耗值以满足行车荷载的需求。

2）岩性：选择碱性或中性集料，避免酸性集料。

3）表面特征：选择表面粗糙、粒径较大且形状多为立方体的集料。

4）黏附性：要求具有较高的黏附性，以确保雨季时，在行车荷载以及水压力下不会导致沥青与集料脱离。

3.2 水泥物理性能研究

通过试验对本项目所选P·O32.5 普通硅酸盐水泥物理性质进行检测，试验结果见表1。

表1 水泥物理性能指标表

由表1 可知，所选用水泥满足技术要求，可用于施工。

3.3 沥青性能研究

进行半刚性基层抗裂连续施工时， 需要沥青结合料具有一定的黏附性[2]，以确保与其他结构层有足够的黏结力；要有较大的裹覆面积。 本项目在施工及试验时选用70 号基质沥青并对其性能进行检测，与试验及施工规范对比，70 号基质沥青所有性能均满足施工要求。

4 施工工艺

4.1 施工前准备

正式施工之前， 对各项施工原材料进行室内性能检测，确保可满足规范及设计要求，同时还应做好原材料的防尘防潮措施，提前调试各项施工机械设备，确保可正常投入施工使用。

4.2 拌和

根据不同项目选择合适的水泥拌和机， 本项目中选择WEC-500 水泥拌和机，通过试验确定室内试验配合比，并将其转换为工地配合比，做到对配合比的严格控制。

4.3 运输

运输前，确定运输车车辆数。 运输过程中，应防止车辆急刹车、急转弯等问题。

4.4 摊铺

摊铺前，应选择合理的摊铺机型号进行摊铺施工。 摊铺机在运行过程中应始终直线运行，摊铺温度均匀连续控制，提高面层平整度[3]。

4.5 碾压

碾压是施工过程中最关键的环节之一，在摊铺结束后进行，其规则为“先轻压，后重压、先慢压，后快压、先压两边，后压中间”， 压实遍数在8 次以上，14 次以下为佳， 碾压通常分为初压、复压、终压3 个步骤，温度分别控制在150 ℃、135 ℃、90 ℃以上。

5 抗裂缝剂对路用性能影响

5.1 抗裂缝剂对路面抗折强度影响

为了研究抗裂缝剂对路面基层抗折强度的影响， 在水泥含量为7%的水泥稳定碎石中，逐次加入占水泥稳定碎石含量分别为0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%的抗裂缝剂对其进行试验研究。 每组试样进行3 次试验， 得到试验数据并取平均值，试验结果见表2、图1。

图1 抗裂缝掺量对水泥稳定碎石抗折强度影响试验图

表2 抗裂缝掺量对水泥稳定碎石抗折强度影响试验表

由表2、图1 可知，当抗裂缝剂掺量为0%时，7 d 抗压强度为4.49 MPa，28 d 抗压强度为5.31 MPa；当抗裂缝剂掺量为2%时，7d 抗压强度为4.53 MPa，28 d 抗压强度为5.56 MPa；当抗裂缝剂掺量为4%时，7d 抗压强度为4.50 MPa，28 d 抗压强度为5.41 MPa； 当抗裂缝剂掺量为6%时，7d 抗压强度为4.40 MPa，28 d 抗压强度为5.21 MPa； 当抗裂缝剂掺量为8%时，7 d 抗压强度为3.42 MPa，28 d 抗压强度为4.2 MPa；当抗裂缝剂掺量为10%时，7 d 抗压强度为2.54 MPa，28 d 抗压强度为3.06 MPa； 当抗裂缝剂掺量为12%时，7 d 抗压强度为2.1 MPa，28 d 抗压强度为2.56 MPa。

通过对上述数据分析可得出，抗裂缝剂掺量在6%以内时，抗压强度变化微小，在当抗裂缝剂在6%～12%以内时，抗压强度在逐渐降低，在12%时达到最低。 由此可见，当抗裂缝剂使用掺量在6%时效果最佳，且可满足沥青路面基层强度要求。

5.2 抗裂缝剂对劈裂强度影响

为了研究抗裂缝剂对劈裂强度的影响，在水泥含量为7%的水泥稳定碎石中， 逐次加入占水泥稳定碎石含量分别为0%、2%、4%、6%、8%、10%、12%的抗裂缝剂对其进行试验研究。 试验结果见表3、图2。

图2 抗裂缝剂对劈裂强度影响试验表

表3 抗裂缝剂对劈裂强度影响试验表

由表3、图1 可知，当抗裂缝剂掺量为0%时，7 d 劈裂强度为0.48 MPa，28 d 劈裂强度为0.64 MPa；当抗裂缝剂掺量为2%时，7 d 劈裂强度为0.46 MPa，28 d 劈裂强度为0.63 MPa；当抗裂缝剂掺量为4%时，7 d 劈裂强度为0.45 MPa，28 d 劈裂强度为0.64 MPa； 当抗裂缝剂掺量为6%时，7 d 劈裂强度为0.43 MPa，28 d 劈裂强度为0.58 MPa； 当抗裂缝剂掺量为8%时，7 d 劈裂强度为0.34 MPa，28 d 劈裂强度为0.47 MPa；当抗裂缝剂掺量为10%时，7 d 劈裂强度为0.26 MPa，28 d 劈裂强度为0.33 MPa； 当抗裂缝剂掺量为12%时，7 d 劈裂强度为0.22 MPa，28 d 劈裂强度为0.25 MPa。

对上述数据进行分析可知，抗裂缝剂掺量在6%内，劈裂强度变化极小，随强度要求极小。 因此，在沥青路面基层施工时适量的掺加抗裂缝剂，可使路面基层劈裂强度更佳。

6 结语